2.2.3 NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor及工作范例

1．NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor

前文提到REPLACE-C-SID中第一個(gè)SID無(wú)法壓縮，導(dǎo)致SRH中的SID數(shù)量少時(shí)，傳輸效率提升的效果不明顯；NEXT-C-SID中每個(gè)C-SID Container都要攜帶Locator Block，這會(huì)造成冗余。這兩種Flavor單獨(dú)使用時(shí)都無(wú)法提供最佳效果。NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor結(jié)合了兩種Flavor，吸取了它們的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了最佳的傳輸效率提升效果。

NEXT＆REPLACE-C-SID的第一個(gè)C-SID Container的編碼方式同NEXT-C-SID，即攜帶一個(gè)較短的Locator Block和若干個(gè)C-SID，但后續(xù)的C-SID Container的編碼方式同REPLACE-C-SID。因此它繼承了NEXT-C-SID第一行可以攜帶多個(gè)C-SID的優(yōu)點(diǎn)，解決了REPLACE-C-SID第一行只能攜帶一個(gè)C-SID的問(wèn)題，同時(shí)，也繼承了REPLACE-C-SID后續(xù)的C-SID Container不攜帶Locator Block的優(yōu)點(diǎn)，解決了NEXT-C-SID每個(gè)C-SID Container都需要帶Locator Block的問(wèn)題，從而提供了最佳的傳輸效率。以16 bit C-SID方案為例，對(duì)應(yīng)的編碼格式如圖2-15所示。

對(duì)應(yīng)地，NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor SID的轉(zhuǎn)發(fā)是NEXT-C-SID和REPLACE-C-SID的結(jié)合版。簡(jiǎn)化的NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor的偽代碼如下所示。

If ipv6 DA is a NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor SID        
   if DA.Arg.Next!=0                 
      NEXT-C-SID Processing     
   else:  
       REPLACE-C-SID Processing;

說(shuō)明

DA.Arg.Next表示DA中下一個(gè)C-SID，即Arguments中最高n bit（即C-SID長(zhǎng)度）的數(shù)值。

當(dāng)收到一個(gè)NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor SID時(shí)，如果IPv6 DA中當(dāng)前C-SID后面的n bit（即C-SID的長(zhǎng)度）非0，則執(zhí)行NEXT-C-SID Flavor的處理：將后續(xù)的比特左移，更新IPv6 DA繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。若后面的n bit（即C-SID的長(zhǎng)度）為0，代表IPv6 DA中的C-SID已經(jīng)是當(dāng)前C-SID Container中最后一個(gè)C-SID，則執(zhí)行REPLACE-C-SID的處理，即通過(guò)SL和SI的指示，從SRH中取出下一個(gè)C-SID來(lái)更新IPv6 DA。換句話(huà)說(shuō)，只要IPv6 DA中存在多個(gè)C-SID，則執(zhí)行NEXT-C-SID處理；若只存在一個(gè)C-SID，則執(zhí)行REPLACE-C-SID處理。

以16 bit C-SID為例，NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor的更新示例如圖2-16所示。

與REPLACE-C-SID和NEXT-C-SID同理，NEXT＆REPLACE-C-SID SID也支持與普通SID在一個(gè)SRH中混編，從而支持從普通128-bit SRv6平滑演進(jìn)到SRv6傳輸效率提升的方案。

2．NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor工作范例

假設(shè)NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor方法使用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2-10所示，其中N1到N9所有節(jié)點(diǎn)都支持NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor方法。

網(wǎng)絡(luò)初始化之后，節(jié)點(diǎn)配置NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor的SID，并通過(guò)IGP、BGP、BGP-LS等協(xié)議發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中或上送給控制器。

與NEXT-C-SID Flavor類(lèi)似，各個(gè)節(jié)點(diǎn)配置SID可以遵循表2-3所示的規(guī)則，其中第一行的SID為擁有Node ID字段的可路由的SID，會(huì)被發(fā)布到其他節(jié)點(diǎn)，Locator Block長(zhǎng)度為64 bit，Node ID長(zhǎng)度為16 bit，F(xiàn)unction ID長(zhǎng)度為16 bit，Arguments長(zhǎng)度為32 bit。第二行SID是其關(guān)聯(lián)SID，無(wú)Node ID字段，不可路由，僅在本節(jié)點(diǎn)有效，不會(huì)發(fā)布到其他節(jié)點(diǎn)，可進(jìn)一步節(jié)省開(kāi)銷(xiāo)。第三行SID是擁有Node ID字段的End.DT4 VPN SID，而最后一行是與之關(guān)聯(lián)的無(wú)Node ID的本地SID。

這里假設(shè)16 bit的NEXT＆REPLACE-C-SID的GIB為0x0000～0x9FFF，LIB為0xA000～0xFFFF。全局可路由SID僅可從GIB中分配，而本地SID僅可從LIB中分配。分配方法同前述16 bit的NEXT-C-SID的工作范例。

同理，從GIB中分配的Node ID可以在使用時(shí)去掉，僅使用從LIB中分配的本地Function ID來(lái)指導(dǎo)轉(zhuǎn)發(fā)即可，從而進(jìn)一步減少開(kāi)銷(xiāo)。但由于從LIB中分配的數(shù)值僅本地有效，所以需要確保對(duì)應(yīng)的本地C-SID僅在分配它的節(jié)點(diǎn)上被處理。

而為了支持單獨(dú)的LIB匹配，需要多配置一條本地的SID表項(xiàng)，用于匹配單獨(dú)使用LIB C-SID的情況。如節(jié)點(diǎn)N1分配的SID 2001:DB8:A:0:1:F001::，還需要額外增加一個(gè)對(duì)應(yīng)的不攜帶Node ID的SID 2001:DB8:A:0:F001:: （注意此處的Node ID 1被省略），用于匹配僅使用Function ID的C-SID。這是NEXT＆REPLACE-C-SID使用GIB/LIB的代價(jià)之一，即表項(xiàng)比全部使用帶Node ID的可路由的普通SRv6或REPLACE-C-SID的本地轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)多一倍。

在這個(gè)案例中，假設(shè)報(bào)文將從N1轉(zhuǎn)發(fā)到N9，Segment List共包含9個(gè)SID。

● 前8個(gè)SID數(shù)值為2001:DB8:A:0:k:F001::，是由節(jié)點(diǎn)N1～N8分配的NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor的End.X SID，Node ID為從GIB中分配的k，F(xiàn)unction ID為從LIB中分配的F001。

● 2001:DB8:A:0:9:FF10::，NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor End.DT4類(lèi)型的VPN SID，Node ID為從GIB中分配的9，F(xiàn)unction ID為從LIB中分配的FF00。

在Segment List編碼為壓縮Segment List時(shí)，可將全部的Node ID忽略掉，僅使用對(duì)應(yīng)SID的Function ID部分作為C-SID編碼到C-SID Container中即可，從而省掉GIB分配的Node ID的開(kāi)銷(xiāo)，即從2001:DB8:A:0:k:F001::變?yōu)?001:DB8:A:0:F001::（若攜帶對(duì)應(yīng)的GIB分配的C-SID，則攜帶的C-SID數(shù)量翻倍，壓縮效果等價(jià)于使用32 bit C-SID）。 此處存在一個(gè)強(qiáng)制的要求，即必須逐跳指定SID，才能使得每個(gè)SID都能在對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上正確處理；若存在跨AS多跳轉(zhuǎn)發(fā)的場(chǎng)景，則必須使用可路由的SID引導(dǎo)數(shù)據(jù)包到指定節(jié)點(diǎn)，再處理本地SID，因此SID數(shù)量也會(huì)相應(yīng)增加。

圖2-17給出了經(jīng)過(guò)編碼之后的NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor方法轉(zhuǎn)發(fā)示意。

NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor方法的轉(zhuǎn)發(fā)流程簡(jiǎn)述如下。

① 節(jié)點(diǎn)N1封裝好數(shù)據(jù)包后，目的地址2001:DB8:A:0:F001:F001:F001:F001匹配到本節(jié)點(diǎn)發(fā)布的NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor End.X SID關(guān)聯(lián)的本地SID 2001:DB8:A:0:F001::/80。IPv6 DA中Arguments非0，因此將F001:F001:F001左移，更新IPv6 DA為2001:DB8:A:0: F001:F001:F001::，然后將數(shù)據(jù)包從指定的接口發(fā)往N2。

② 節(jié)點(diǎn)N2收到數(shù)據(jù)包時(shí)，目的地址2001:DB8:A:0: F001:F001:F001::匹配到本節(jié)點(diǎn)發(fā)布的NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor End.X SID關(guān)聯(lián)的本地SID 2001:DB8:A:0:F001::/80。IPv6 DA中Arguments非0，因此將F001:F001左移，更新IPv6 DA為2001:DB8:A:0:F001:F001::，然后將數(shù)據(jù)包從指定的接口發(fā)往N3。

③ 同理，節(jié)點(diǎn)N3將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給N4。

④ 節(jié)點(diǎn)N4收到數(shù)據(jù)包時(shí)，目的地址2001:DB8:A:0:F001::匹配到本節(jié)點(diǎn)發(fā)布的NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor End.X SID關(guān)聯(lián)的本地SID 2001:DB8:A:0:F001::/80，IPv6 DA中當(dāng)前C-SID后面的n bit（即C-SID的長(zhǎng)度）為0，因此進(jìn)入REPLACE-C-SID flavor的處理：此時(shí)Arguments.SI為0，因此將SL減1，設(shè)置為0，另外，
C-SID Container中有8個(gè)C-SID，因此將SI設(shè)置為7。此后N4將下一個(gè)C-SID從SRH^[0][7]取出并更新到DA，然后將數(shù)據(jù)包從指定的接口發(fā)往N5。

⑤ 與REPLACE-C-SID處理同理，后續(xù)節(jié)點(diǎn)N6～N8按照REPLACE-C-SID的轉(zhuǎn)發(fā)方式繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

⑥ 節(jié)點(diǎn)N9收到數(shù)據(jù)包時(shí)，基于目的地址2001:DB8:A:0:FF10::3查表并匹配到FIB中的NEXT＆REPLACE-C-SID Flavor End.DT4 SID關(guān)聯(lián)的本地SID 2001:DB8:A:0:FF10::對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，按照指令將外層報(bào)文頭解封裝，使用內(nèi)層報(bào)文繼續(xù)在VPN表中查表轉(zhuǎn)發(fā)。

3．總結(jié)

綜上所述，NEXT-C-SID和REPLACE-C-SID在不同的場(chǎng)景中都能提供較好的傳輸效率，但都存在較為明顯的約束，而兩者的結(jié)合可以達(dá)到最佳的傳輸效率提升效果。

NEXT＆REPLACE-C-SID綜合了REPLACE-C-SID和NEXT-C-SID的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)采用32 bit NEXT＆REPLACE-C-SID方案時(shí)，因?yàn)榈谝粋€(gè)C-SID Container里面可能有多個(gè)C-SID，所以可以獲得比32 bit REPLACE-C-SID更高的傳輸效率。但這種傳輸效率的提升效果有限，因此推薦直接使用32 bit REPLACE-C-SID，可使得SRv6 SID的Locator Block和Arguments規(guī)劃也具有更好的可擴(kuò)展性。如果SRv6網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模可控，并需要達(dá)成更高的傳輸效率，可以采用16 bit NEXT＆REPLACE-C-SID方案。這樣不論Segment List里SID的數(shù)量多少，都能夠獲得比NEXT-C-SID或REPLACE-C-SID更高的傳輸效率。